La migration des sapins en forêt boréale facilitée par les champignons ectomycorhiziens ?

16 janvier 2020

Monique Gardes, Mélanie Roy

La forêt boréale est soumise à des modifications climatiques qui altèrent profondément son fonctionnement et favorisent l’introduction d’espèces auparavant distribuées plus au sud, telle que le sapin. Dans le cadre d’une cotutelle de thèse (Université Toulouse III Paul Sabatier – Université du Québec en Abitibi - Témiscamingue), des chercheurs du laboratoire Évolution et Diversité Biologique (EDB – CNRS / Université Toulouse III Paul Sabatier / IRD) et leurs collègues québécois se sont intéressés à la migration du sapin baumier, qui s’installe préférentiellement sous des peupliers, et non sous les épinettes dominant la forêt boréale. En combinant le séquençage des champignons du sol à un suivi de la croissance des sapins, ils ont démontré que les associations mycorhiziennes et le réseau écologique qui en résulte pouvaient expliquer cette migration hétérogène en forêt boréale. Ces travaux ont été publiés dans la revue Frontiers in Plant Science.

 

Des modifications de la régénération des arbres sont déjà observées dans différents écosystèmes et latitudes, plus particulièrement en forêt boréale, possiblement en relation avec les changements climatiques actuels. Les forêts boréales sont aussi menacées par l’intensification des perturbations anthropiques, notamment pour la recherche des mines et gisements, ce qui renforce les enjeux de conservation sur ces écosystèmes et leur diversité. A l’écotone entre la sapinière à bouleau blanc et la pessière à mousse (au niveau du 49°N parallèle), dans les plaines argileuses de l’Abitibi-Témiscamingue et du Nord-du-Québec, les forêts sont dominées par l’épinette noire, mais laissent apparaître quelques populations isolées de peupliers faux-tremble (Populus tremuloides Michaux). Ces deux types de peuplements poussent dans les mêmes conditions édaphiques (sol minéral) et climatiques. D’un point de vue de la dispersion, le sapin a la possibilité de s’installer dans les deux peuplements. Cependant, sa croissance est meilleure sous les peupliers faux-trembles que sous les épinettes noires, pour des conditions abiotiques similaires (Arbour et Bergeron, 2011)1, en lien possible avec l’hétérogénéité des communautés de champignons du sol (Nagati et al., 2018)2. Cette situation est donc idéale pour déterminer le rôle des interactions biotiques dans l’établissement et la croissance d’une espèce. Les chercheurs ont donc supposé que des associations mycorhiziennes, par le biais des champignons, pourraient expliquer cette migration « facilitée » sous les peupliers.

Pendant deux années, soixante jeunes plants de sapins ont été suivis sur le terrain afin de relier la croissance et le taux de nutriments dans les aiguilles (deux estimateurs de la vigueur) au taux de mycorhization et à la diversité fongique. Les scientifiques ont également prospecté afin de voir si les différences dans l’abondance des plantes éricacées en sous-bois et dans les communautés fongiques pouvaient expliquer les différences observées dans la croissance et la nutrition du sapin baumier.

Les résultats montrent que la concentration en nutriments dans les aiguilles et l’indice de ramification (nombre d’apex racinaires mycorhizés par cm de racine) étaient plus importants dans les peuplements de peupliers et qu’ils étaient positivement corrélés à la croissance latérale et apicale du sapin baumier. Dans les peuplements d’épinette noire, la présence des plantes éricacées à proximité du sapin baumier était corrélée à une modification des communautés ectomycorhiziennes associées aux racines du sapin ce qui a eu un effet négatif sur la concentration foliaire en azote.

Les résultats de cette étude nous indiquent donc que les différences observées d’abondance et de croissance du sapin sous le peuplier et l’épinette sont la résultante d’interactions complexes, où les communautés mycorhiziennes et les communautés végétales dominantes jouent un rôle. Ces travaux invitent ainsi à prendre en compte le sol et ses micro-organismes afin de comprendre la diversité des réponses au changement climatique, notamment à l’écotone entre forêts tempérée et boréale, « hot spot » de la diversité des champignons ectomycorhiziens.

 

Suivi de la croissance en conditions naturelles d'un jeune plant de sapin baumier (Abies balsamea (L.) Mill.) © Jeanne Augier

Vue d'ensemble du peuplement à épinettes noires (Picea mariana (Mill) B.S.P.) dans la zone bioclimatique de la pessière à mousse en forêt boréale. © Jeanne Augier

Vue d'ensemble du peuplement à épinettes noires (Picea mariana (Mill) B.S.P.) dans la zone bioclimatique de la pessière à mousse en forêt boréale. © Jeanne Augier

Réference

Facilitation of balsam fir by trembling aspen in the boreal forest: do ectomycorrhizal communities matter?, Mélissande Nagati, Mélanie Roy, Annie Desrochers, Sophie Manzi, Yves Bergeron  & Monique Gardes, Frontiers in Plant Science,  2019.

Notes

  1. Arbour M-L, Bergeron Y. 2011. Effect of increased Populus cover on Abies regeneration in the Picea-feathermoss boreal forest. Journal of Vegetation Science 22: 1132–1142.
  2. Nagati M., Roy M., Manzi S, Richard F, Desrochers A., Gardes M., Bergeron Y. 2018. Impact of local forest composition on soil fungal communities in mixed boreal forests. Plant and Soil 432 : 345-357.

Contact

Monique Gardes
Laboratoire Evolution et Diversité Biologique (EDB -CNRS/Université Toulouse III Paul Sabatier/IRD)
  monique.gardes@univ-tlse3.fr
Mélanie Roy
Laboratoire Evolution et Diversité biologique (EDB - CNRS/Université toulouse III Paul Sabatier/IRD)
  melanie.roy@univ-tlse3.fr
Frédéric Magné
Contact communication - Laboratoire Évolution et Diversité Biologique (EDB – CNRS/Univ. Toulouse III Paul Sabatier/IRD)
  05 61 55 60 85
  frederic.magne@univ-tlse3.fr

Source INEE CNRS

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